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2013年植物生理学复习题

一、 选择题（20分）20个，每题1分。 二、 判断题（10分）10个，每题1分。

名词解释（20分） 10个，每题2分。

1.生物膜：细胞内一切膜的总称，包括质膜、核膜、各种细胞器膜及其它内膜。 2.流动镶嵌模型：膜脂呈双分子排列，疏水性尾部向内，亲水性头部朝外。有的膜蛋白在外边与膜脂外表面相连，有的膜蛋白嵌入膜脂之间甚至穿过膜的内外表面。由于膜脂和膜蛋白分布的不对称，致使膜的结构不对称，同时膜具有流动性。 3.吸胀作用:细胞质及细胞壁组成成分中亲水性物质吸水膨胀的作用。

4.蒸腾速率：指植物在单位时间内，单位叶面积通过蒸腾作用而散失的水分量。 5.水培法：将各种无机盐按照生理浓度，以一定的比例，保持适宜的 pH 值配制成平衡溶液，用以培养植物的方法。

6.有益元素：亦称有利元素。是对植物生长表现出有利的促进作用，并在某一必需元素缺乏时，能部分代替该必需元素的作用而减缓缺素症状的元素。如钠、钴、硒、镓、硅等。

7.呼吸跃变：在某些果实成熟过程中，采收后，呼吸即降到最低水平，但在成熟之前，呼吸又进入一次高潮，几天之内达到最高峰，称做呼吸高峰；然后又下降直至很低水平。果实成熟前出现呼吸高峰的现象，称为呼吸跃变。 8.呼吸商（亦称呼吸系数，简称RQ）：植物组织在一定时间内放出 CO 2 与吸收O2的数量（体积或mol）之比。 9.爱默生效应（双光增益效应）：如果在长波红光照射时，再加上波长较短的红光（ 650~670nm ）照射，光合效率增高，比分别单独用两种波长的光照射时的总和还要高，这种现象称为双光增益效应或爱默生效应。

10.希尔反应：在有适当的电子受体存在的条件下，离体的叶绿体在光下使水分解，有氧的释放和电子受体的还原，这一过程是Hill在1937年发现的，故称Hill反应，

11.光合磷酸化:叶绿体在光下与光合电子传递相偶联，将无机磷与 ADP 转化成 ATP 的过程，称之为光合磷酸化。

12.CO2补偿点:在二氧化碳饱和点以下，光合作用吸收的二氧化碳与呼吸作用和光呼吸释放的二氧化碳，达到动态平衡，此时环境中的二氧化碳浓度，称二氧化碳补偿点。

13.乙烯三重反应:乙烯抑制黄化豌豆幼苗上胚轴的伸长生长，促进其加粗生长，并且使上胚轴失去负向地性而横向生长.

14.极性运输:IAA只能从植物体的形态学上端向形态学下运输，而不能倒转过来；同时，这种 IAA 的极性运输可以逆浓度梯度进行。 15.光受体:植物体中存在的一些微量色素，能够感受到外界的光信号，并把光信号放大使植物做出相应的反应，从而影响植物的光形态建成。 16.组织培养:在无菌条件下将离体的植物器官、组织、细胞以及原生质体和花药，在人工控制的培养基上培养，使其生长、分化并形成完整植物的技术与方法。 17.光敏色素:植物体内存在着的一种能够吸收红光和远红光并具有可逆转换能力的水荣幸色素蛋白，有红光吸收型（Pr）和远红光吸收型（Pfr）两种存在形式，其中Pfr型是具有生理活性的形式。

18.临界暗期:引起短日植物成花的最短暗期长度或引起长日植物成花的最长暗期长度。同临界日长相比，临界暗期对诱导成花更为重要。 19.双受精现象:在精核与卵细胞互相融合形成合子的同时，另一个精核与胚囊中部的极核融合形成胚乳核，这种现象称为双受精现象。

20.生物自由基: 是通过生物体内自身代谢产生的一类自由基。生物自由基包括氧自由基和非含氧自由基，如超氧自由基、羟自由基、过氧化物自由基等。生物自由基对细胞膜和许多生物大分子产生破坏作用。 21.活性氧:是化学性质活泼，氧化能力很强的含氧物质的总称。生物体内的活性氧主要包括氧自由基、单线态氧和H2O2等，它们能氧化生物分子，破坏细胞膜的结构与功能。

22.障碍型冷害:作物在生殖生长期间，遭受短时间的异常低温，使生殖器官的生理功能受到破坏，造成完全不育或部分不育而减产的冷害。

23.大气干旱：此时土壤中有可利用水，是由于气温高再加上空气过于干燥（相对湿度低于20%）造成蒸腾失水量超过根系的吸水量。

符号题（5分）10个 ，每题0.5分。

ER:内质网 φw:细胞水势 φs：溶质势 φπ：渗透势 AQP：水孔蛋白 NR：硝酸还原酶 GOGAT:谷氨酰胺-α-酮戊二酸转氨酶 Cyt:细胞色素 UQ: 泛醌（ubiquinone） RQ: 呼吸商(respiratory quotient) Fd:铁氧还蛋白（ferredoxin） Pc:质体蓝素（plastocyanin） PQ:质体醌(plastoquinone) RuBP:1,5-二磷酸核酮糖 Rubisco:核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶 ETH: 乙烯(ethylene) CaM:钙调素(calmodulin) cAMP:环腺苷酸

R/T:地下部与地上部的相关性可用根冠比 Pr:红光吸收型 Pfr:远红光吸收型 PhyI:类型I光敏色素 PhyII:类型II光敏色素 SDP:短日植物 LDP:长日植物 HPGMR:湖北光敏感核不育水稻（Hubei photoperiod-sensitive genic male-sterile rice） SOD:超氧化物歧化酶 POD:过氧化物酶 CAT:过氧化氢酶 LEA:胚胎发生晚期丰富蛋白 MDA:丙二醛 HSP:热激蛋白

问答题（45分）6题

1. 简述植物成花的光周期反应类型。P289

短日植物：在昼夜周期中日照长度短于某一临界值时才能开花的植物，如果适当的缩短光照，或延长黑暗可提早开花，如大豆、菊花、苍耳

长日植物：在昼夜周期中日照长度大于某一临界值时才能开花的植物，延长日照长度可促进开花，如大、小、黑、燕麦、油菜、菠菜、甜菜

日中性植物：在任何日照长度条件下都能开花的植物，对日照长度要求的范围很广，一年四季都能开花，如番茄、黄瓜、茄子、辣椒

长-短日植物：花诱导过程需长日照，但花器官的形成需短日条件，如芦荟 短-长日植物：花诱导需短日照，而花器官形成需要长日条件，如风铃草 中日性植物：只有在一定长度的日照条件下才能开花，延长或缩短日照长度均抑制开花，如甘蔗

2.试述C3植物CO2补偿点和饱和点高于C4植物的原因。

答：①光补偿点：同一片叶子在同一时间内，光合作用过程中吸收的CO2和呼吸作用过程释放的CO2等量时的光照强度。

光饱和点：当达到某一光强时，光合速率就不再随光强的增高而增加。

②C4植物PEP羧化酶对CO2的亲和力高，且经过C4途径可以浓缩CO2，抑制光呼吸。

③C3植物加氧酶（Rubisco)对CO2的亲和力低，C3植物有较高的光呼吸。

3.简述光调控气孔运动的机制。P60有图 答：光是气孔运动的主要调节因素。另一种是通过光受体感受光信号而发生的直接效应。 间接效应：在光下，保卫细胞进行光合作用，由淀粉转化的葡萄糖通过糖酵解作用，转化为磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）,同时保卫细胞的CO2浓度减少，pH上升，剩下的CO2大部分转变成碳酸氢盐（HCO3-），在PEP羧化酶作用下，HCO3-与PEP结合，形成草酰乙酸，再还原为苹果酸。苹果酸会产生H＋，ATP使H＋-K＋交换泵开动，质子进入表皮细胞，而K＋进入保卫细胞，于是保卫细胞水势下降，气孔就张开。（右图附间接效应） 直接效应：通过光受体感受光信号而发生。

4.试述农作物引种时需要注意的问题。P300

答：①春化作用：低温促进植物开花的作用称为春化作用。需要春化的植物经过低温处理，春播后才能顺利开花，但这些植物经过低温春化后，往往还要在较高的温度和长日照条件下才能开花②光周期现象：植物对白天和黑夜的相对长度的反应③不同纬度引种：要考虑品种的光周期特性是否适合引进地区的日照条件，否则会造成开花提早或推迟，而引起减产甚至颗粒无收的后果④同纬度引种：南北地区之间相互引种时，必须了解不同品种对温度的要求，北方品种往南引种时，就有可能无法满足它对低温的要求，从而使其只进行营养生长而不开花结实。也需要考虑光周期差异以及原产地和因种地的土壤PH、土壤微生物等对植物生长发育的影响

5．简述高等植物体内主要色素的生理作用。P147

主要色素有叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素。①叶绿素不参与氢的氧化还原，而仅以电子传递及共轭传递的方式参与能量的传递，绝大部分的叶绿素a分子和全部的叶绿素b分子具有吸收和传递光能的作用。极少数特殊状态的叶绿素a分子具有光化学活性，可将光能转变为电能。②类胡萝卜素具有吸收和传递光能及保护叶绿素免受光氧化的功能。

6.试述土壤因素对植物根系吸收矿质离子的影响。P92 ①土壤温度：一定范围内，随着土壤温度的升高，根系吸收矿质元素的速率提高。温度过高或过低，都会使根系吸收矿质元素的速率下降。 ②土壤通气状况：根系吸收矿质元素与呼吸作用密切相关。土壤通气好可加速气体交换，增强呼吸作用和ATP的供应，促进根系对矿质元素的吸收。

③土壤溶液的浓度：根系吸收矿质元素的速度随着矿质元素浓度的增大而增大。土壤溶液浓度过高，水势太低会对根系组织产生渗透胁迫，引起根系吸水困难，严重时会引起根组织甚至整个植株失水而出现所谓的“烧苗”现象

④土壤溶液的PH:a直接影响：组成根系细胞质的蛋白质是两性电解质，会直接影响根系对土壤溶液中阴阳离子的吸收。b间接影响：pH通过影响土壤微生物的

生长而间接影响根系对矿质元素的吸收。c间接影响的可利用性：适宜的pH 7 .C3途径是谁发现的？分哪几个阶段？每个阶段的作用是什么？ 答：C3途径是卡尔文（Calvin）等人发现的。

（1）羧化阶段：完成了 CO 2 的固定，生成的 3- 磷酸甘油酸，是光合作用第一个稳定产物。

（2）还原阶段：将3-磷酸甘油酸还原成3-磷酸甘油醛，在此过程中消耗了ATP和 NADPH+H+ ， 3-磷酸甘油醛是光合作用中形成的第一个三碳糖。 （3）更新阶段：光合循环中生成的三碳糖和六碳糖，其中的一部分经过丙、丁、戊、巳、庚糖的转变，重新生成RuBP 。

8. 产生光合作用“午睡”现象的可能原因有哪些 ? 如何缓和“午睡”程度 ?

答：引起光合“午睡”现象的主要因素是大气干旱和土壤干旱。在干热的中午，叶片蒸腾失水加剧，如此时土壤水分也亏缺，使植株的失水大于吸水，就会引起萎蔫与气孔导性降低，进而使CO2吸收减少。另外，中午及午后的强光、高温、低CO2浓度等条件都会使光呼吸激增，光抑制产生，这些也都会使光合速率在中午或午后降低。 光合“午睡”是植物中的普遍现象，也是植物对环境缺水的一种适应方式。但是“午睡”造成的损失可达光合生产的30％，甚至更多，在生产上可采用适时灌溉、选用抗旱品种、增强光合能力、遮光等措施以缓和“午睡”程度。

9. 经过抗旱锻炼的植物，在抗旱性增强的同时，对其他逆境的抗性也增强，为什么？

答：（1）植物经历了某种逆境后，能提高对另一些逆境的抵抗能力，这种对不良环境之间的相互适应作用，称为交叉适应。

（2）在逆境环境下，植物体内的ABA、乙烯等激素含量增加，从而提高对多种逆境的抗性；

（3）产生逆境蛋白，一种逆境可使植物产生多种逆境蛋白，多种逆境也可使植物产生相同的逆境蛋白；

（4）在逆境环境下，植物都会积累脯氨酸等渗透调节物质，提高其抗性； （5）在逆境环境下，生物膜结构和透性发生相似变化；多种膜保护物质可能发生类似反应；多种保护酶参与植物的抗性防御。 10. 简述肉质果实成熟过程中的生理生化变化。

答：1物质变化：①碳水化合物的变化（果实变甜）②果胶的变化（由硬变软）③有机酸的变化（酸味减少）④单宁物质的变化（涩味消失）⑤色素的变化（色变艳）⑥芳香物质的产生（出现香味）

2呼吸跃变：乙烯的产生是果实呼吸跃变的诱因，呼吸跃变既是果实成熟和达到了最佳使用状态的指标，也标志着果实开始衰败，不耐储藏

3果实软化：在成熟过程中，通过细胞壁修饰酶作用的胞壁降解在果实软化中起着重要作用

11. 写出植物体内乙烯的生物合成过程，以及调控因素和调控部位。 答：（1）高等植物合成乙烯的前体物质是蛋氨酸，它的第三与第四碳可形成乙烯。乙烯的生物合成存在一个循环，即蛋氨酸与ATP分子当中的腺苷结合，产生S-腺苷蛋氨酸（SAM），在无氧条件下SAM又可以分解放出腺苷，并与高丝氨酸结合再生成蛋氨酸，重新参与循环。另一方面SAM

又可转变成 1-氨基环丙烷-1-羧酸（ACC），ACC是乙烯生物合成的直接前体。（2）乙烯的生物合成受许多因素的调节，如①赤霉素、细胞分裂素和高浓度的生长素，以及较高的温度均能促进由SAM转变成ACC。②氧气和少量乙烯能促进 ACC 转变成乙烯。③化学毒物、辐射、干旱、病害、虫害、机械损伤都促进乙烯的合成。 ④氮气、氨基氧乙酸（ AOA ）、氨基乙氧基乙烯基甘氨酸（ AVG ）和低温等抑制由 SAM 转变成 ACC 的过程。

12．解释生长素不同浓度对植物生长的影响。

答：低浓度的 IAA 能增加细胞壁的可塑性，使细胞体积扩大，并能促进核酸与蛋白质的生物合成，增加新细胞质成分，促进细胞纵向伸长。 高浓度的 IAA 可以诱导乙烯的生物合成，使伸长生长受到抑制。 13.举例说明植物存在主动吸水和被动吸水。

答：（1）可用伤流现象证明植物存在主动吸水。如将生长中的幼嫩向日葵茎，靠地面 5cm 处切断，过一定时间可看到有液体从茎切口流出。这一现象的发生，完全是由于根系生理活动所产生的根压，促使液流上升并溢出而造成，与地上部分无关。(亦可用吐水现象证明）。

（2）可用带有叶片但将根去掉的枝条（或用高温、毒剂杀死根系）吸水证明植物存在被动吸水。将带有叶片但将根去掉的枝条插入瓶中，可保持几天枝叶不萎蔫，说明靠叶片蒸腾作用产生的蒸腾拉力，能将水分被动吸入枝条并上运，是与植物根系无关的被动吸水过程。 14. 简述同化物的分配规律。 答：（1）按源-库单位进行分配：植物体内有机物的分配是严格按照各自的源-库单位进行的。这样，植物体内营养物质在空间上有了明确的分工，即按区运输与分配。

（2优先分配给生长中心：生长中心是最强的代谢库，因为代谢强烈，生长旺盛，需要营养多，故夺取同化物能力强，从而导致同化物向生长中心输送的多。

（3）就近供应，同侧运输：大豆开花结荚时，叶片的同化物主要供给本节的花荚，很少运到远离本节的花荚中，只有在本节花荚去掉后，同化物才会运到同侧的其它节位花荚中，运往对面花荚的同化物则很少。 （4）成龄叶片之间无同化物供应关系：成龄叶片输出的同化物只能供给未成熟的幼叶，一旦幼叶长成，便不能接受另一长成叶运来的同化物。 （5）再分配与再利用：同化物在植物体内不同器官和部位间可进行再分配和再利用。